(57)【要約】      （修正有）【課題】高周波信号に対する特性のよいかつワイヤボンド信頼性の高い樹脂封止型の半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】樹脂膜３１，導体箔３２，樹脂膜３３からなる３層構造テープ３０を準備しておく。リードフレームのリード８には、導体箔４１及び樹脂膜４２からなる銅箔積層型配線テープ４０を接着しておく。リードフレームと半導体チップ１とを位置合わせして、リードフレームと３層構造テープ３０とを３層構造テープ３０を下にして半導体チップ上に接続する。その後、ワイヤボンド，樹脂封止を行なう。リード８を２つの導体箔３２，４１で挟む構造とすることにより、ノイズの除去機能の高い半導体装置を得ることができる。樹脂膜３１，３３，４２はいずれも半硬化型樹脂によって構成されているので、接着剤の広がりに起因するワイヤボンド不良は生じない。【選択図】図４
2006237629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面上に電極パッドを有する半導体チップと、
上記半導体チップの上方で上記電極パッドの近傍まで延びる複数のリードと、
上記半導体チップの上かつ上記複数のリードの下方に配置され、第１の絶縁層を挟んで上記複数のリードに対向する第１の導体膜と、
上記複数のリードの上方に配置され、第２の絶縁層を挟んで上記複数のリードに対向する第２の導体膜と、
上記半導体チップ上の電極パッドと上記リードとを電気の導通可能に接続する接続部材と、
上記半導体チップ，上記リードの一部，上記第１，第２の導体膜及び上記接続部材を一体的に封止する封止樹脂とを備え、
上記第１，第２の導体膜の電位は、グランド電位となるように構成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、
上記第１の導体膜及び第１の絶縁層のうち上記各リード同士の間隙となる部分に形成され、上記第１の導体膜及び第１の絶縁層を上下方向に貫通するスリットをさらに備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の半導体装置において、
上記第２の導体膜及び第２の絶縁層のうち上記各リード同士の間隙となる部分に形成され、上記第２の導体膜及び第２の絶縁層を上下方向に貫通するスリットをさらに備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置において、
上記第１の絶縁層は、熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂により構成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置において、
上記第１の絶縁層は、紫外線熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂により構成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
主面上に電極パッドを有する半導体チップと、
上記半導体チップの上方に延びるとともに、その先端で下方に曲がって上記電極パッドに電気の導通可能な状態で固着される複数のリードと、
上記半導体チップ，上記リードの一部，上記第１，第２の導体膜及び上記接続部材を一体的に封止する封止樹脂と
を備えている半導体装置。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置において、
上記リードの先端を除く部分と上記半導体チップの主面とを固着している接着剤をさらに備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項７記載の半導体装置において、
上記接着剤は、熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂又は紫外線熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂であることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項６〜８のうちいずれか１つに記載の半導体装置において、
上記リードの先端部は、最先端に向かって断面積を縮小するようなテーパを有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項６〜９のうちいずれか１つに記載の半導体装置において、
上記リードの先端部と上記電極パッドとは、熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂に金属の粉末を練り込んでなる導電性接着剤により固着されていることを特徴とする記載の半導体装置。
【請求項１１】
第１の接着剤と第１の導体膜と第２の接着剤とを順次積層してなり上記電極パッドの上方に位置する部分を開口した３層構造テープを準備するステップ（ａ）と、
リードフレームの複数のリードの上に、第３の接着剤と第２の導体膜とからなり上記電極パッドの上方に位置する部分を開口した導体薄膜付きテープを上記第３の接着剤を下方に向けて付設するステップ（ｂ）と、
上記リードフレームと半導体チップとを位置合わせして、上記リードフレームを上記３層構造テープを下に挟んで半導体チップ上に載置した後、上記各接着剤を硬化させて互いに接着させるステップ（ｃ）と、
上記リードと上記半導体チップの電極パッドとを接続部材により電気の導通可能に接続するステップ（ｄ）と、
上記半導体チップ，上記リードの一部，上記各導体膜，上記各接着剤及び上記接続部材を封止樹脂により一体的に封止するステップ（ｅ）と
を備えている半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
先端が下方に向かって曲げられた複数のリードを有するリードフレームを準備するステップ（ａ）と、
半導体チップの主面上の各電極パッドに上記各リードとの接続を行なうための接続部材を形成するステップ（ｂ）と、
上記リードフレームの上記各リードの先端と上記半導体チップの電極パッドとの位置を合わせて、上記接続部材により上記各リードと上記各電極パッドとを電気の導通可能な状態で互いに固着するステップ（ｃ）と、
上記半導体チップ，上記リードの一部及び上記接続部材を封止樹脂により一体的に封止するステップ（ｄ）と
を備えている半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、
上記ステップ（ｂ）では、上記接続部材として熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂に金属の粉末を練り込んでなる導電性のある接着剤を付設しておき、
上記ステップ（ｃ）では、加熱処理により上記接着剤を硬化させることにより、上記各リードと上記各電極パッドとをそれぞれ接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の半導体装置の製造方法において、
上記ステップ（ｂ）では、上記各電極パッドと上記接着剤とを導電性ペーストにより接着しておくことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、
上記ステップ（ａ）では、上記各リードの先端部に第１の金属からなるメッキ層を形成しておき、
上記ステップ（ｂ）では、上記接続部材として第２の金属からなる突起部を付設しておき、
上記ステップ（ｃ）では、加熱処理により上記第１の金属と第２の金属との反応層を形成することにより、上記各リードと上記各電極パッドとをそれぞれ接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法において、
上記複数のリードのうち少なくとも２つのリードと半導体チップの主面との間に接着剤を塗布した後、これを硬化させるステップをさらに備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体チップの主面上にインナーリードが延びているＬＯＣ（リード・オン・チップ）構造を有する半導体装置に関するものであり、特に半導体チップとリードとの接着構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、主としてメモリーチップなどに代表される半導体チップのパッケージング技術としては、半導体チップの主面上で半導体チップとリードフレームのリードとを互いに接着固定することにより、半導体チップを保持するいわゆるＬＯＣ技術が開発されている。このようなＬＯＣ型半導体装置としては、従来より、半導体チップ主面とインナーリードの一部とに接着される絶縁テープを付設し、この絶縁テープを介して半導体チップとリードとが機械的に接続される構造を有するものがあるが、最近は、半導体チップとリードとを接着剤により固定するタイプのＬＯＣ型半導体装置も開発されている。
【０００３】
以下、接着剤を用いた接続構造を有する従来のＬＯＣ型半導体装置の構造及び製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図９は、従来の半導体装置の製造工程中における構造を示す平面図である。図１０（ａ）〜（ｄ）は、半導体チップ接着剤を塗布するための各工程を示す断面図であり、図１１（ａ）〜（ｄ）はワイヤーボンドのための各工程を示す断面図であり、図１２（ａ）〜（ｄ）は樹脂封止のための各工程を示す断面図である。
【０００５】
図９に示すように、従来の半導体装置に用いられるリードフレーム５は、半導体チップ１の上方に配置される予定の多数の開口部２０ａ，２０ｂ，…を備えている。同図には、１つの開口部２０ａに半導体チップ１を装着し、ワイヤーボンド工程までを終了した状態を示す。同図に示されている他の開口部２０ｂには便宜上半導体チップが装着されていないが、実際の工程では、順送りに各工程を行なうので、他の開口部２０ｂにおいても半導体チップがすでに装着されて例えばワイヤーボンド工程のみが未実施状態であるのが一般的である。各開口部２０には、開口の相対向する２つの辺部（縁部）からそれぞれ内方に向かって延びるリード８（インナーリード及びアウターリードを含む）と、各リード８が接続される辺部とは異なる相対向する２つの辺部から延びる吊りリード５ａと、各リード８の中間部を互いに連結するダムバー５ｂとが形成されている。このリード８のうちダムバー５ｂよりも内方側の部分（半導体チップ１に近い部分）がインナーリードであり、ダムバー５ｂよりも外方の部分（開口部の縁部に近い部分）がアウターリードである。
【０００６】
また、同図に示すように、開口部２０ａにおいて、電極パッド１ａを有する半導体チップ１の主面上にリードフレーム５が載置されており、電極パッド１ａとリード８とは、金属細線１１により接続されている。また、吊りリード５ａと半導体チップ１の主面との間には接着剤３ｘが介在している。
【０００７】
次に、チップ接着のための各工程（ダイスボンド工程）について、図１０（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【０００８】
図１０（ａ）に示す工程では、半導体チップ１を真空引きにより取り付け可能な固定ステージ２上に載置する。固定ステージ２には、リードフレームの位置規制用のピン２ａと、半導体チップ固定用の第１の真空吸着孔２ｂと、リードフレーム固定用の第２の真空吸着孔２ｃとが設けられている。そして、図１０（ａ）に示す工程では、半導体チップ１が不要な移動を起こさないように、第１の真空吸着孔２ｂにより半導体チップ１を吸着・固定する。
【０００９】
図１０（ｂ）に示す工程では、ノズル３から熱硬化型の接着剤３ｘを滴下して、半導体チップ１の主面１ｂ上の所定の位置、すなわちリード８との接続を行なおうとする部分に接着剤３ｘを塗布する。
【００１０】
図１０（ｃ）に示す工程では、固定ステージ２上のピン２ａとリードフレーム５の位置規制孔（図示せず）とを係合させながらリードフレーム５を固定ステージ２上に載置して、真空吸着孔２ｃによりリードフレーム５を吸着・固定する。そして、半導体チップ１とリードフレーム５とを位置合わせして、リードフレーム５の支持バー５ａと半導体チップ１とを互いに接着する。
【００１１】
図１０（ｄ）に示す工程では、半導体チップ１を保持した状態のリードフレーム５を硬化炉等内に設置されたステージ６の上にセットし、硬化炉等の内部で一定時間加熱処理を行うことにより、接着剤３ｘを硬化させる。
【００１２】
次に、ワイヤーボンド工程について、図１１（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【００１３】
図１１（ａ）に示す工程では、同図に示す断面以外の部分ですでに互いに接続されているリードフレーム５及び半導体チップをヒータブロック７上に載置し、ヒータブロック７に設けられた真空吸着孔７ａを介して半導体チップ１を吸着することにより、ヒーターブロック７上に固定する。なお、図１１（ａ）に示す断面では、半導体チップ１とリードフレーム５とを互いに接続固定している部分は示されておらず、リードフレーム５における半導体チップ１と電気的な接続を行うためのリード８の存在している部分が示されている。
【００１４】
図１１（ｂ）に示す工程では、ヒータブロック７に付設されたクランパー９ａによりリード８を押圧して、リード８を半導体チップ１の主面に当接させる。このとき、リードフレーム５の外枠部分はクランパー９ｂによってヒータブロック７の外周部に押圧されている。そして、ワイヤーボンダーのキャピラリー１０により、金属細線１１をリード８と半導体チップ１の電極パッド１ａとに接続する。このとき、半導体チップ１の主面にリード８を当接させているのは、金属細線１１の接続を安定に行うためである。
【００１５】
図１１（ｃ）に示す工程では、クランパー９ａ，９ｂが除去されて、リード８が元の状態に戻る。
【００１６】
そして、図１１（ｄ）に示す工程で、リードフレーム５と半導体チップ１とが接着剤３ｘにより機械的に接続され、かつ、リード８と半導体チップ１の電極パッド１ａとが金属細線１１により電気的に接続された状態の組立リードフレームが得られる。
【００１７】
次に、樹脂封止工程について、図１２（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。この工程においては、半導体チップ１とリードフレーム５の支持バー５ａとが接着剤３ｘによって接続されている部分の断面を表示している。
【００１８】
図１２（ａ）に示す工程では、組立リードフレームを、上金型１２ａと下金型１２ｂとに分割された封止用金型１２にセットする。このとき、ダイキャビティー内に半導体チップ１，支持バー５ａ，リード８（図示せず），金属細線１１（図示せず）などを入り込ませる。ただし、封止金型１２には、多数のダイキャビティーが設けられていて、リードフレーム５に装着された多数の半導体チップ１を各ダイキャビティー内に配置できるように構成されているが、この図では理解を容易にするために１つダイキャビティーにおける状態のみを示している。
【００１９】
図１２（ｂ）に示す工程では、下金型１２ｂのゲート口１３から封止樹脂１４をダイキャビティーに注入する。
【００２０】
図１２（ｃ）は、封止樹脂１４の注入が終了した状態を示している。
【００２１】
図１２（ｄ）は、樹脂封止工程が終了した後の半導体チップ１，リードフレーム５及び封止樹脂１４などからなるパッケージ体を示している。すなわち、半導体チップ１，支持バー５ａ，リード８（図示せず），金属細線１１（図示せず），接着剤３などを封止樹脂１４によって封止してなるＬＯＣ型の半導体装置が得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、従来の半導体装置の製造工程において、以下のような不具合があった。
【００２３】
上記半導体装置内において、半導体装置が微細化，高集積化されていくにつれて顕著となる半導体装置の高周波特性や、トランジスタの高速動作に与える悪影響を取り除くための工夫はまだ十分なされているとは言い難い。例えば、高周波信号の場合には、微細化に伴う半導体チップの小型化、すなわち電極パッドの小型化とその配置間隔の微細化によってリードの間隔が狭くなるとクロストークなどのノイズが発生する。また、半導体装置の微細化につれて半導体パッケージ外形も小型になっていくので、リード−半導体チップ間の間隔が狭くなる。その結果、両者間のキャパシタンス（リードの寄生容量）が増大して、半導体チップ内の配線を伝播していく信号波形が歪み、トランジスタの高速動作を害する。また、金属細線の使用は寄生インダクタンスの低減を困難にしており、ノイズの一因となる。
【００２４】
本発明の主たる目的は、特に高周波信号に対する特性の高い半導体装置、例えば寄生インダクタンスや寄生容量の小さい，高速動作が実現できる半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【００２５】
また、半導体チップとリードとを接着剤を用いて接着・固定する構造のものにおいては、リードに塗布された接着剤が必要以上に広がって、ワイヤボンドを行なう部分まで接着剤に覆われることによるワイヤボンド不良などが生じるおそれがあった。
【００２６】
本発明のもう１つの目的は、半導体チップとリードとを接着剤により接続する場合にも、ワイヤボンド不良を防止できる半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の第１の半導体装置は、主面上に電極パッドを有する半導体チップと、上記半導体チップの上方で上記電極パッドの近傍まで延びる複数のリードと、上記半導体チップの上かつ上記複数のリードの下方に配置され、第１の絶縁層を挟んで上記複数のリードに対向する第１の導体膜と、上記複数のリードの上方に配置され、第２の絶縁層を挟んで上記複数のリードに対向する第２の導体膜と、上記半導体チップ上の電極パッドと上記リードとを電気の導通可能に接続する接続部材と、上記半導体チップ，上記リードの一部，上記第１，第２の導体膜及び上記接続部材を一体的に封止する封止樹脂とを備え、上記第１，第２の導体膜の電位は、グランド電位となるように構成されている。
【００２８】
これにより、複数のリードがグランド電位に維持される第１，第２の導体膜により挟まれた構造となる。一般に、リードに高周波信号が流れる構造においては、ｎ本のリードが同時に信号電位の切り換わりを生じたとき、ｎ×Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）の電圧が誘起されて、電源配線や信号用配線に対するノイズになる。しかし、本発明の第１の半導体装置の構造により、高周波信号中のノイズを除去する機能が得られ、ノイズ耐性の優れた半導体装置を得ることができる。
【００２９】
上記第１の半導体装置において、上記第１の導体膜及び第１の絶縁層のうち上記各リード同士の間隙となる部分に形成され、上記第１の導体膜及び第１の絶縁層を上下方向に貫通するスリットをさらに備えることにより、第１の導体膜や第１の絶縁層に熱応力が印加されたときにもこれを緩和する機能が得られる。
【００３０】
上記第１の半導体装置において、上記第２の導体膜及び第２の絶縁層のうち上記各リード同士の間隙となる部分に形成され、上記第２の導体膜及び第２の絶縁層を上下方向に貫通するスリットをさらに備えることによっても、同様の効果が得られる。
【００３１】
上記第１の絶縁層を、熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂や紫外線熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂により構成することにより、液状の接着剤を用いる場合のような接着剤の広がりに起因するワイヤボンド不良などの不具合のない信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００３２】
本発明の第２の半導体装置は、主面上に電極パッドを有する半導体チップと、上記半導体チップの上方に延びるとともに、その先端で下方に曲がって上記電極パッドに電気の導通可能な状態で固着される複数のリードと、上記半導体チップ，上記リードの一部，上記第１，第２の導体膜及び上記接続部材を一体的に封止する封止樹脂とを備えている。
【００３３】
これにより、リードによって半導体チップを支持する構造としたときにも、リードと半導体チップの主面との間隔を十分大きく維持することができるので、リード−半導体チップ間のキャパシタンスの増大を抑制することができ、半導体装置の動作の高速化を実現することができる。また、金属細線が不要なので、寄生インダクタンスも小さく、ノイズの低減をも実現することができる。
【００３４】
上記第２の半導体装置において、上記リードの先端を除く部分と上記半導体チップの主面とを固着している接着剤をさらに備えることにより、バランスよく半導体チップを支持することができる。
【００３５】
上記第２の半導体装置において、上記接着剤を、熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂又は紫外線熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂により構成することが好ましい。
【００３６】
上記第２の半導体装置において、上記リードの先端部に、最先端に向かって断面積を縮小するようなテーパを設けることにより、接続部の信頼性が向上する。
【００３７】
上記第２の半導体装置において、上記リードの先端部と上記電極パッドとを、熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂に金属の粉末を練り込んでなる導電性のある接着剤により固着することにより、製造工程の容易化による製造コストの低減を図ることができる。
【００３８】
本発明の第１の半導体装置の製造方法は、第１の接着剤と第１の導体膜と第２の接着剤とからなり上記電極パッドの上方に位置する部分を開口した３層構造テープを準備するステップ（ａ）と、リードフレームの複数のリードの上に、第３の接着剤と第２の導体膜とからなり上記電極パッドの上方に位置する部分を開口した導体薄膜付きテープを上記第３の接着剤を下方に向けて付設するステップ（ｂ）と、上記リードフレームと半導体チップとを位置合わせして、上記リードフレームを上記３層構造テープを下に挟んで半導体チップ上に載置した後、上記各接着剤を硬化させて互いに接着させるステップ（ｃ）と、上記リードと上記半導体チップの電極パッドとを接続部材により電気の導通可能に接続するステップ（ｄ）と、上記半導体チップ，上記リードの一部，上記各導体膜，上記各接着剤及び上記接続部材を封止樹脂により一体的に封止するステップ（ｅ）とを備えている。
【００３９】
この方法により、予め作成した３層構造テープや導体薄膜付きテープを利用して、円滑かつ迅速に２つの導体膜でリードを挟んだ構造を得るための工程を行なうことができる。
【００４０】
本発明の第２の半導体装置の製造方法は、先端が下方に向かって曲げられた複数のリードを有するリードフレームを準備するステップ（ａ）と、半導体チップの主面上の各電極パッドに上記各リードとの接続を行なうための接続部材を形成するステップ（ｂ）と、上記リードフレームの上記各リードの先端と上記半導体チップの電極パッドとの位置を合わせて、上記接続部材により上記各リードと上記各電極パッドとを電気の導通可能な状態で互いに固着するステップ（ｃ）と、上記半導体チップ，上記リードの一部及び上記接続部材を封止樹脂により一体的に封止するステップ（ｄ）とを備えている。
【００４１】
この方法により、リードと半導体チップの主面との間隔を十分大きく維持しつつリードにより半導体チップを支持した構造の半導体装置を得ることができる。すなわち、トランジスタの高速動作に悪影響を与えない，ノイズの小さい特性を有する半導体装置が得られる。
【００４２】
上記第２の半導体装置の製造方法において、上記ステップ（ｂ）では、上記接続部材として熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂に金属の粉末を練り込んでなる導電性のある接着剤を付設しておき、上記ステップ（ｃ）では、加熱処理により上記接着剤を硬化させることにより、上記各リードと上記各電極パッドとをそれぞれ接続することができる。
【００４３】
その場合、上記ステップ（ｂ）では、上記各電極パッドと上記接着剤とを導電性ペーストにより接着しておくこともできる。
【００４４】
上記第２の半導体装置の製造方法において、上記ステップ（ａ）では、上記各リードの先端部に第１の金属からなるメッキ層を形成しておき、上記ステップ（ｂ）では、上記接続部材として第２の金属からなる突起部を付設しておき、上記ステップ（ｃ）では、加熱処理により上記第１の金属と第２の金属との反応層を形成することにより、上記各リードと上記各電極パッドとをそれぞれ接続することができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の第１の半導体装置によると、半導体チップの電極パッドに接続される複数のリードを各々絶縁層を介在させて挟む２つのグランド導体膜を設けることにより、高周波信号中のノイズの除去機能の高い，電気的特性の優れた半導体装置を得ることができる。
【００４６】
この構造は、本発明の第１の半導体装置の製造方法により容易に実現することができる。
【００４７】
本発明の第２の半導体装置によると、先端部で下方に曲がって半導体チップ上の電極パッドに電気の導通可能な状態で固着される複数のリードを設けることにより、リード半導体チップ間のキャパシタンスの小さい，高速動作の可能な半導体装置を得ることができる。
【００４８】
この構造は、本発明の第２の半導体装置の製造方法により容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５０】
図１（ａ），（ｂ）は、本実施形態において使用する半導体チップ１の平面図及びIb−Ib線における断面図である。図１（ａ），（ｂ）に示すように、半導体チップ１の主面１ｂの中央部には、半導体チップ１の長辺方向に平行な方向に並ぶ電極パッド１ａの列が１対設けられている。
【００５１】
次に、図２（ａ），（ｂ）は、本実施形態の製造工程における半導体チップとリードフレームとを接着・固定する工程を終了したときの状態を示す平面図及びIIb-IIb 線における断面図である。図２（ａ），（ｂ）には、理解を容易にするためにリードフレーム５の１つの開口部における構造しか示されていないが、図９に示すと同様に、リードフレーム５の多数の開口部２０にそれぞれ半導体チップが装着される。
【００５２】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、半導体チップ１の主面１ｂ上の所定位置には３層構造テープ３０と、銅箔積層型配線テープ４０と、これらに挟まれたリードフレーム５とが配置されている。図３は、半導体チップ１上に、３層構造テープ３０とリードフレーム５（リード８）と銅箔積層型配線テープ４０とが積層されたときの構造をわかりやすく示すための斜視図である。この構造の作成手順及び各部の詳細な構造について、以下に説明する。
【００５３】
３層構造テープ３０は、上層膜である厚さ４０〜６０μｍの熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂シート（プリプレグ）からなる樹脂膜３１と、中間膜である厚さ２０〜５０μｍの銅またはアルミもしくは銅合金からなる導体箔３２と、下層膜である厚さ４０〜６０μｍの熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂シート（プリプレグ）からなる樹脂膜３３とを積層して構成されている。この３層構造テープ３０は、導体箔３２を２つの樹脂膜３１，３３により挟むようにして、半硬化の状態で形成されている。半導体チップ１の主面１ｂ上における３層構造テープ３０の平面形状は、後述する銅箔積層型配線テープ４０と相似形であって、その一部に中間膜である導体箔３２の表面が露出したテープ端子３２ａが設けられている。さらに、３層構造テープ３０には、硬化収縮応力緩和を目的として、スリット３４が形成されている。
【００５４】
銅箔積層型配線テープ４０は、厚さ２０〜５０μｍの銅やアルミ等からなる導体箔４１と、厚さ４０〜６０μｍの熱可塑性ポリアミドイミドエーテル等からなる樹脂膜４２とを積層して構成されている。すなわち、導体箔４１と樹脂膜４２とを貼り合わせて形成されるが、樹脂膜４２の加熱接着後の硬化収縮応力を緩和する目的で、導体箔４１及び樹脂膜４２のうちインナーリード８が存在する予定位置同士の間にスリット４３が形成されている。
【００５５】
図２（ａ），（ｂ）に示す構造を形成する手順は以下の通りである。
【００５６】
まず、予め銅箔積層型配線テープ４０が貼り付けられたリードフレーム５を準備する。そのためには、図９に示すような構造を有するリードフレーム５のリード８の先端付近を除いた上面全体に、銅箔積層型配線テープ４０を貼り付ける。その際、４００℃の非酸化雰囲気中で、約２ｋｇｆの力で約２秒の間両者を加圧する。
【００５７】
そして、銅箔積層型配線テープ４０がリード８上面に貼り付けられた状態のリードフレーム５を、半導体チップ１の主面１ｂ上の所定位置に、３層構造テープ３０を下にして配置し、銅箔積層型配線テープ４０と半導体チップ１とを、２００℃の大気中において約１〜３ｋｇｆの力で１０〜２０秒の間加圧することにより、リードフレーム５に半導体チップ１を装着する。
【００５８】
図４（ａ），（ｂ）は、上記構造の半導体装置をワイヤーボンド及び樹脂封止した状態の平面図及びIVb-IVb 線における断面図である。ワイヤーボンド工程では、図１１（ａ）〜（ｄ）に示すと同様にして、導体箔４１−リード８の先端部１９間と、テープ端子３２ａ−導体箔４１間と、電極パッド１ａ−各信号，電源，グランド用のリード８の先端部１９間とを、通常のワイヤーボンド条件下で、金属細線１１により接続する。これにより、リード８と半導体チップ１内のトランジスタなどとが電気的に接続されると共に、リード８を挟む２つの導体箔３２，４１の電位がグランド電位になるように構成する。
【００５９】
そして、ワイヤーボンド工程が終了すると、図１２（ａ）〜（ｄ）に示すと同様に、多数の半導体チップ１を装着した組立リードフレームを封止金型に装着し、封止樹脂１４をダイキャビティー内に注入することにより所望の外形に仕上げる。そして、アウターリード（リード８のうち封止樹脂１４の外方に突出する部分）のメッキ，切断及び成形を行うことにより、図３（ａ），（ｂ）に示すような樹脂封止型半導体装置が得られる。
【００６０】
本実施形態の半導体装置の構造的な特徴は、リードフレーム５のリード８をそれぞれ樹脂膜３１，４２を介在させながら２つの導体箔３２，４１で挟んだ構造となっていることと、リード８が熱硬化型半硬化エポキシ樹脂シート（プリレグ）からなる樹脂膜３１，３３によって半導体チップ１に固着されていることとである。
【００６１】
本実施形態の半導体装置の構造によると、信号を伝達するためのリード８がグランド電位にある２つの導体箔３２，４１によって挟まれているので、リード８を通過する高周波信号中のノイズを効果的に除去する機能が得られる。
【００６２】
また、リード８が液状接着剤ではなく熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂シート（プリプレグ）からなる樹脂膜３１，３３（両者間に導体箔３２が存在するが）によって半導体チップ１の主面１ｂに固着されているので、液状接着剤の広がりに起因する上述の不具合は確実に解消できる。すなわち、ワイヤーボンド工程における金属細線１１のリード８への接続不良を抑制することができ、金属細線１１とリード８との接着面積も十分広く確保することができるので、両者の接着強度の向上による半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【００６３】
そして、本実施形態の製造方法によると、３層構造テープ３０と銅箔積層型配線テープ４０とを設け、それぞれのテープ３０，４０を半導体チップ１，リードフレーム５にそれぞれ付設しておいてから、両者を接合するようにしているので、製造工程の簡素化を図りつつ、２つの導体箔３２，４１によりリード８を挟む構造を実現することができる。
【００６４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００６５】
図５（ａ），（ｂ）は、本実施形態において使用する半導体チップ１の平面図及びVb−Vb線における断面図である。図５（ａ），（ｂ）に示すように、半導体チップ１の主面１ｂの中央部には、半導体チップ１の長辺方向に平行な方向に千鳥状に並ぶ電極パッド１ａの列が１対設けられ、電極パッド１ａの上には、導電性ペースト５５を挟んで導電性樹脂片５４が設けられている。導電性樹脂片５４は、充填材として銀、銅、アルミ、炭素等のいずれかの微粉末を練り込んだ厚さ１０〜８０μｍの導電性熱硬化型半硬化エポキシ系樹脂からなる。ここでは、２９０〜４３６ｎｍの波長に対する感度と２０〜３００ｐｓの粘度を有する紫外線熱硬化型の導電性ペースト５５により、導電性樹脂片５４を電極パッド１ａに貼り付けた後、１００〜５００ｍＷ／ｃｍ2 の電力で２〜８秒間（２００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 ）、波長が２９０〜４３６ｎｍの紫外線を照射して、導電性樹脂片５４を電極パッド１ａに仮止めをする。
【００６６】
図６（ａ），（ｂ）は、リード８の先端部１９が半導体チップ１の主面１ｂ上の導電性樹脂片５４に接続された状態を示す平面図及びVIb-VIb 線における断面図である。同図に示すように、リードフレーム５において、リード８の先端部１９は、先端側で細くなるようにテーパ加工されており、かつ下方に折り曲げられている。そして、半導体チップ１の主面１ｂの中央２列に千鳥状に配置された電極パッド１ａ上の導電性樹脂片５４の上に、リード８の先端部１９が熱硬化型接着剤３ａにより固着されている。このときの手順は以下の通りである。
【００６７】
すなわち、各リード８の先端部１９を各導電性樹脂片５４の上方に位置合わせして、リード８の先端部１９に１カ所当たり１５〜２５ｇｆの圧力を加えながら、１５０〜１８０℃に約３０分間加熱して導電性樹脂片５４を軟化させた後硬化させて、リード８と電極パッド１ａとを電気的に接続する。
【００６８】
図７（ａ），（ｂ）は、樹脂封止工程を終了した状態の半導体装置の平面図及びVIIb−VIIb線における断面図である。図７（ａ），（ｂ）に示す状態に至るまでの手順は以下の通りである。
【００６９】
まず、リード８の先端部１９と電極パッド１ａとの接続が終了した状態で、半導体チップ１の主面１ｂの各コーナー部及び長辺の中央付近の各部位に位置するリード８の上方から紫外線熱硬化型接着剤３ａを塗布する。そして、紫外線を照射して、接着剤３ａを仮硬化させた後、大気中で２００℃に加熱して本硬化させる。これは、リード８の先端部１９による半導体チップ１の支持だけでは、後の樹脂封止工程におけるバランスが悪化して、半導体チップ１が傾くなどの不具合が生じるのを回避するためである。
【００７０】
次に、図１２（ａ）〜（ｄ）に示すと同様に、多数の半導体チップ１を装着した組立リードフレームを封止金型に装着し、封止樹脂１４をダイキャビティー内に注入することにより所望の外形に仕上げる。そして、アウターリード（リード８のうち封止樹脂１４の外方に突出する部分）のメッキ，切断及び成形を行うことにより、図７（ａ），（ｂ）に示すような樹脂封止型半導体装置が得られる。
【００７１】
本実施形態の半導体装置の構造的な特徴は、リードフレーム５のリード８が、その先端部１９が下方に折り曲げられた状態で、電極パッド１ａに電気的にも機械的にも接続されている点である。
【００７２】
本実施形態の半導体装置の構造によると、半導体装置内の電気的特性特に高周波特性の改善を図ることができる。まず、信号を伝達するためのリード８の先端部１９が金属細線を介することなく電極パッド１ａに接続されていることにより、寄生インダクタンスの増大を回避することができる。すなわち、ノイズの小さい半導体装置が得られる。しかも、リード８の先端部１９が折り曲げられた状態で電極パッド１ａに接続されているので、リード８と半導体チップ１の主面１ｂとの間隔を十分大きく確保することができる。すなわち、リード８の寄生容量の増大を抑制することができるので、トランジスタの高速動作に対する悪影響を回避することができる。
【００７３】
また、リード８の先端部１９と半導体チップ１との間だけでなく、半導体チップ１のコーナー部などにおいてもリード−半導体チップ間を接着剤３により固着する構造としているので、リードによる半導体チップの支持強度を向上させることができるとともに、樹脂封止工程における半導体チップの位置を安定化させることができる。その結果、総合的に半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【００７４】
ただし、図７（ａ），（ｂ）に示す構造と同等の機能，作用効果を発揮するための製造工程は、本実施形態の方法に限定されるものではない。特に、リード８の先端部１９と電極パッド１ａとを固着するための方法には、例えば以下に説明するような他の変形形態を採ることができる。
【００７５】
図８（ａ），（ｂ）は、リード８の先端部１９を接着剤により電極パッド１ａに固着させる方法の手順を１つのリードに着目して示す部分斜視図である。まず、図８（ａ）に示すように、各リード８の先端部１９を各電極パッド１ａの上方に位置合わせした状態で、紫外線熱硬化型接着剤３ｂを各電極パッド１ａ上に滴下する。そして、図８（ｂ）に示すように、各リード８の先端部１９を下降させて各電極パッド１ａに当接させる。その後、図７（ａ），（ｂ）に示す位置に接着剤３ａを塗布する。そして、リード８の先端部１９に１カ所当たり１５〜２５ｇｆの圧力を加えながら、紫外線を照射して接着剤３ａ，３ｂを仮硬化させた後、大気中で２００℃に加熱して接着剤３ａ，３ｂを本硬化させる。これによって形成された半導体装置も、図７（ａ），（ｂ）に示す半導体装置と同じ機能，作用効果を得ることができる。
【００７６】
また、予めリード８の先端部１９に厚さ５〜１５μｍの錫メッキを施すとともに、半導体チップ１の主面１ｂ上の電極パッド１ａに金ボールをボンディングで形成しておいて、各リード８の先端部１９を各電極パッド１ａにそれぞれ当接させた後、各リード８の先端部１９を加圧しながら加熱して、両者の接触している部分に金錫合金層を形成させることにより、リード８と電極パッド１ａとを電気的にも機械的にも接続させることもできる。その場合にも、図７（ａ），（ｂ）に示す接着剤３ａをさらに設けることにより、図７（ａ），（ｂ）に示す半導体装置と同じ機能，作用効果を得ることができる。
【００７７】
上記電極パッド１ａとリードとを接続させるための３つの方式のうちいずれを採用するべきかは、電極パッドの個数や半導体装置の種類，生産量などに応じて適宜選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に係る半導体装置及びその製造方法は、半導体チップの主面上にインナーリードが延びているＬＯＣ（リード・オン・チップ）構造を有する半導体装置及びその製造方法に適用でき、非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施形態で用いられる半導体チップの平面図及びIb−Ib線断面図である。
【図２】第１の実施形態における半導体チップとリードフレームとを接着・固定する工程を示す平面図及びIIb-IIb 線断面図である。
【図３】第１の実施形態における半導体チップとリードフレームとを接着・固定する工程を終了したときの半導体装置の斜視図である。
【図４】第１の実施形態における樹脂封止工程終了後の半導体装置を示す平面図及びIVb-IVb 線断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態で用いられる半導体チップの平面図及びVb−Vb線における断面図である。
【図６】第２の実施形態におけるリードの先端部が半導体チップ上の導電性樹脂片に接続された状態を示す平面図及びVIb-VIb 線における断面図である。
【図７】第２の実施形態における樹脂封止工程が終了した状態の半導体装置の平面図及びVIIb−VIIb線における断面図である。
【図８】第２の実施形態の変形におけるリードと電極パッドとの接続工程を示す部分斜視図である。
【図９】従来の半導体装置の製造工程中における構造を示す平面図である。
【図１０】従来の半導体装置の製造工程におけるダイボンドのための各工程を示す断面図である。
【図１１】従来の半導体装置の製造工程におけるワイヤーボンドのための各工程を示す断面図である。
【図１２】従来の半導体装置の製造工程における樹脂封止のための各工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１    半導体チップ
１ａ  電極パッド
１ｂ  主面
２    （真空取り付け可能な）固定ステージ
２ａ  位置規制ピン
２ｂ  第１の真空吸着孔
２ｃ  第２の真空吸着孔
３ａ，３ｂ  接着剤
３ｘ  接着剤
４    ノズル
５    リードフレーム
５ａ  支持バー
６    ステージ
７    ヒータブロック
７ａ  真空吸着孔
８    リード
９ａ，９ｂ  クランパー
１０  キャピラリー
１１  金属細線
１２  封止金型
１２ａ  上金型
１２ｂ  下金型
１３  ゲート口
１４  封止樹脂
１９  先端部
２０  開口部
３０  ３層構造テープ
３１  樹脂膜
３２  導体箔
３２ａ  テープ端子
３３  樹脂膜
３４  スリット
４０  銅箔積層型テープ
４１  導体箔
４２  樹脂膜
４３  スリット
５４  導電性樹脂片
５５  導電性ペースト
【図１】
2006237629.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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